서울 
강릉 
광주 
제주 
목포 
)
체내에서 생성되는 전기를 이용해 체내 삽입 의료기기를 충전하는 기술이 개발됐다. 이에 체내 삽입 의료기기를 교체할 필요가 없는 등 의료기기 산업에 새로운 이정표를 제시할 것으로 전망된다.
과학기술정보통신부(이하·과기부)는 김상우 교수(성균관대) 연구팀이 배터리 교체를 위한 주기적 시술 없이 체내에서 생성된 마찰전기로 생체 삽입형 의료기기를 상시 충전하는 새로운 방식의 에너지 수확 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.
기존에 심장박동이나 혈류, 근육운동 등 생체 내 기계적 에너지를 전기에너지로 변환하려는 에너지 수확 연구가 지속됐으나 체내에서 발생하는 기계적 에너지가 작아 충분한 발전효과를 내기 어려웠다.
연구진은 실제 검진 및 치료 등에 사용되는 인체에 무해한 초음파에서 힌트를 찾아냈다. 외부의 초음파가 체내에 삽입된 특정 소재의 변형을 가져오고 변형에 따른 진동으로 유도되는 마찰전기를 이용해 높은 수준의 전기에너지를 발생시킬 수 있음을 입증했다.
쥐 또는 돼지의 심장박동을 전기에너지로 변환하고자 마찰전기를 이용한 경우가 있었지만 발생 전력량이 미미해 실제 전력원으로 사용하기는 어려운 상황이었다.
그러나 이번 연구에서는 생체를 투과할 수 있는 초음파를 외부 기계적 에너지원으로 이용해 출력 전류를 천 배 이상 끌어 올렸다.
실제 연구진은 쥐와 돼지 피부에 마찰전기 발생소자를 삽입하고 외부에서 초음파로 마찰전기를 유도함으로써 실제 생체 환경에서 에너지 수확을 통한 발전(發電)이 가능함을 입증했다.
돼지 지방층 1cm 깊이에 삽입된 발전소자로부터 심장박동기나 신경자극기를 구동할 수 있는 수준의 출력(0.91 V의 전압, 52.5 μA)을 얻어 냈다.
나아가 개발된 마찰전기 발전소자로 최적의 조건에서 박막형 리튬이온 배터리(0.7 mAh, IoT용 무선 온도센서 상시구동이 가능한 용량)와 상업용 축전기(4.7 mF)를 완충하는데 성공했다.
김상우 성균관대 교수는 “피부층을 통과한 초음파에 의한 마찰전기를 이용한 새로운 방식의 체내 에너지 수확 개념을 제시한 것이다”며 “인체 삽입형 의료 시스템 산업에 새로운 이정표를 제시할 것으로 기대된다”고 의의를 밝혔다.
[김선우 기자 / 시각이 다른 신문 ⓒ스카이데일리]
이 기사에 대해 어떻게 생각하시나요?
추천해요
좋아요
감동이에요
화나요
슬퍼요
추천해요0
좋아요0
감동이에요0
화나요0
슬퍼요0
대하역사소설 ‘우리나라 삼국지’ 
연재소설 ‘최초의 당신’
기사제보 
